减速器

包头职业技术学院毕业设计设计题目：减速器箱体机械加工工艺及卡具设计姓名：学号：专业：指导教师：摘要箱体零件是一种典型零件，其加工工艺规程和工装设计具有典型性。该箱体零件结构复杂，零件毛坯采用铸造成型，在加工过程中，零件毛坯采用先面后孔的加工路线，以保证工件的定位基准统一、准确，为了消除切削力、夹紧力、切削热和因粗加工所造成的内应力对加工精度的影响，整个工艺过程分为粗，精两个阶段。通过对加工零件的分析完成了机械加工工艺的设计及各加工工序机动时间的计算。根据箱体零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了卡具设计。关键词箱体工艺卡具目录摘要…………………………………………………………………………………1绪论…………………………………………………………………………………1.1课题背景…………………………………………………………………………1.2制定工艺路线的意义与作用及其基本要求……………………………………………1.3卡具设计…………………………………………………………………………2零件的分析…………………………………………………………………………2.1箱体零件的功用和结构特点………………………………………………………2.2箱体零件图样分析……………………………………………………………………2.3箱体零件工艺分………………………………………………………………………2.4箱体零件的主要技术要求……………………………………………………………2.5主要设计内容………………………………………………………………………3工艺规程设计………………………………………………………………………3.1箱体的材料及毛坯……………………………………………………………………3.2减速器箱体加工的主要问题和加工工艺过程设计所应采取的措施…………………3.3减速器箱体加工定位基准的选择……………………………………………………3.4制定箱体的工艺路线…………………………………………………………………3.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.确定切削用量及基本时间（机动时间）。时间定额计算及生产安排…………………………………………4卡具设计…………………………………………………………………………4.1工件加工工艺分析…………………………………………………………………4.2定位方案及定位元件设计………………………………………………………4.3夹紧方案及夹紧元件设计……………………………………………………………4.4镗杆的直径与长度……………………………………………………………………4.5卡具体的设计………………………………………………………………………4.6镗套的设计…………………………………………………………………………4.7切削力及夹紧力计算…………………………………………………………………结论…………………………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………绪论1.1课题背景毕业设计是我们在学校学习的最后一门课程也是对自己在大学中所学知识的一个全面的检验。本课题是来自于实际的生产中，是一个典型箱体的加工工艺设计。要求对部分加工工序进行卡具设计。本课题的题目是：减速器箱体机械加工工艺及卡具设计。在毕业设计中要求我们要运用所学知识，勤动脑，培养独立思考能力，要有创新精神。1.2制定工艺规程的意义与作用及其要求机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分，是直接生产过程。他使用金属切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件达到的形状，尺寸要求和表面粗糙度。因此机械制造加工工艺主要是用切的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质，成为具有所需的一定精度、粗糙度的零件。对机械加工工艺规程的基本要求可以总结为质量、生产率和经济性三方面。这三者虽然有时候有矛盾，但是要把它们协调处理好，就成为一个整体。在编制工艺规程的时候要保证质量的前提下，尽量降低成本。因此，好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性统一的表现。1.3卡具设计制造业中广泛应用的卡具，是产品制造工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用卡具的质量、工作效率及卡具的使用的可能性，对产品加工质量及生产效率有决定性的影响。机床卡具一般都是有定位装置、卡紧装置及其它元件组一装在个基本原件（卡具体）上形成的。由于各类机床的加工工艺特点、卡具和机床的连接方式等不尽相同，因此每一类卡具在总体结构和所需元件等方面都有自己的特点，但设计的步骤和方法则基本相同。2零件的分析2.1箱体零件的功用和结构特点箱体是机械的基础原件，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连成一个整体，并保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。箱体的种类很多，器尺寸大小很结构形式随着机器的机构和箱体在机器中的功用不同有着较大的差异，但从工艺上分析他们又有许多的相同之处，其结构特点：a、外形基本上由六个或五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种。b、结构形状比较复杂，内部是空腔形，腔体壁薄且厚薄不均。c、箱体上通常布置有平行孔系或垂直孔系。d、箱体上的加工面，主要是平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支撑孔和精度要求较低的紧固孔。2.2箱体零件工艺分析此零件为减速器箱体设计合理的加工方法，工序数量和顺序，应考虑一下的关系：①零件成形的内在联系本箱体的材料为HT200.所以采用铸造。机械加工中的安排原则与零件的材料、种类、结构形状、尺寸大小、精度高低相关联。从图纸上可以看出此箱体的主要的加工面有：A-F面②零件加工质量的内在联系在加工过程中，粗、精加工阶段应该分开，其目的在于对主要表面能及时发现毛坯的气孔，缩孔、疏孔等缺陷，以避免后续工序的浪费。粗、精加工由于其加工目的不同，切削用量选取的原则各异，其切削力、切学热和且切削功率也不同。对加工中的主要表面和次要表面，为保证主要表面的加工精度和表面粗糙度不受加工过程的影响，也应划分加工阶段和工序。此箱体应该先加工R面，以及其上的6个孔。然后是铣三个支撑轴承的孔的端面，最后是精度要求不高的孔和断面的加工③零件加工成本的内在联系机械加工工艺过程中的设计应该考虑工厂的优势，尽量做到机械加工过程中投入最小，物力消耗最低。④零件加工生产率的内在联系机械加工工艺过程设计中采用工序集中还是工序分散原则；各工序的工时定额是否符合生产节拍，是否合理的采用了高生产率的工艺方法等。综上所述主要保证以下精度：A．R面作为精基准的粗糙度B．a-F面作为配合面的粗糙度C．前后两孔的同轴度D．R面到孔轴线的尺寸精度2.3箱体零件的主要技术要求箱体零件的精度要求较高，从零件图可归纳一下几项精度要求。⑴孔径精度孔径的尺寸误差和几何误差会使轴承与孔配合不良。装轴承的孔不圆，也使轴承外环变形而引起主轴的径向跳动。主要孔的尺寸精度约为IT8级，可由镗保证。⑵孔和平面的位置精度一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，他们决定了主轴与床身轨道的相互位置关系。这项精度是在总装过程中通过刮研达到的。为减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平两个方向上只允许主轴前端向上和向前偏。⑶主要平面的精度R面是定位基准，要有一定的平面度和垂直度，公差等级为5级。⑷表面粗糙度重要孔和主要表面的表面粗糙会影响连接面的配合刚度，器具体要求用Ra值来评价主要孔为Ra1.6㎛，其它各纵向孔为Ra6.3㎛，定位基准面为Ra2.0㎛，其它面是Ra3.2㎛。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为减少毛坯的制造时产生残余应力，应使箱体壁尽量均匀，箱体铸造后安排退火或时效处理工序。2.4主要设计内容本课题的基本内容是减速器箱体的加工工艺过程与卡具设计，要研究的主要内容有：⑴分析零件图在设计开始时，应认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节都应仔细分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，以及箱体各孔系自身的精度（同轴度、圆柱度‘粗糙度等）和它们的相互位置精度(轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求)，箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清楚箱体零件的每一个尺寸。我们采用AutoCAD软件绘制零件图，一方面增加对零件的了解和认识，另一方面增加对CAD软件的熟悉。⑵工艺分析在设计开始时,我们必须根据批量等严格地选择毛坯、拟定工艺路线（基准的选择、定位、夹紧等问题）、确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额和每一步的工时以及分析定位误差，为了与实际加工吻合，我们还必须对加工设备、切学用量、加工方法等进行选择和设计。⑶设计专用卡具在设计卡具过程中，主要考虑一下几点：①基准选择：在选择基准时侯，要注意区别粗基准与精基准以及要了解基准的选择原则，同时要知道基准的选择既要满足选择原则，同时还要方便定位和夹紧，避免引起不必要的加工误差，在基准选择完之后就要考虑用什么元件进行定位。②限制的自由度：在装夹的过程中，要注意自由度的限制，必须做到准确的定位，不能出现欠定位或过定位。③夹紧机构：设计夹紧机构时必须计算夹紧力和切削力，不能出现夹紧力过小而使工件在切学过程中出现松动而影响精度，也不能出现因夹紧力过大而使工件变形影响工件质量。同时，要根据零件生产批量和生产率的考虑来选择夹紧方式（手动、气动或液压夹紧）。④卡具的用途：为了工件定位准确和夹紧的快速，提高效率和降低工人的劳动强度，提高箱体零件的加工精度和安装赵正方便，我们要采用专用的铣床夹具和镗床夹具。同时，因为铣床卡具有T型槽、镗床夹具有镗模等特殊结构，因此还要考虑夹具与机床的匹配，即机床的工作台尺寸和结构能否满足夹具的安装。在卡具的设计过程中，我们统一以R面为主要定位面进行加工。卡具的设计必须保证卡具的准确定位机构合理，考虑卡具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与卡具的认真分析，结合一些卡具的具体设计事例，查阅相关的卡具设计资料，联系工厂看见的一些箱体零件加工的卡具来解决这些问题。3工艺规程设计3.1箱体的材料及毛坯箱体材料一般选用HT200-HT400的各种牌号的灰铸铁，最常见的为HT200,这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较高的耐磨性、可铸性、可切削行和阻尼特性。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴可选耐磨铸铁，负荷大的主轴箱也可采用钢件。毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关，有关数据可查阅有关资料及数据具体情况而定。如Ⅱ级精度灰铸铁铁件，在大批大量生产时，平面的总加工余量为4.5-3㎜，孔的半径余量为4.5㎜;成批生产时小于φ30㎜的孔和单件小批生产小于φ50㎜的孔不铸出。①毛坯的种类常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件以及各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑一下几点:a依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。对于本箱体材料选为铸铁，选用铸造毛坯。b依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，对于结构比较复杂的零件采用铸造比锻造合理;c依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木摸砂型铸造。d确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本箱体生产纲领较大，属于大批量生产，材料为HT200用铸造成型。②毛坯的形状及尺寸确定毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上或减去加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下面问题：a为了装夹稳定，加工方便，零件的镗削可以考虑用专用夹具。b为了提高机械加工的生产率，本零件可采用流水线和专用机床进行生产。在考虑毛坯是，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的设